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《基于数值模拟的铝合金薄壁件金属型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、基于数值模拟的铝合金薄壁件金属型低压铸造工艺设计张立强1,2，李落星1,2，朱必武21.湖南大学汽车车身先进设计与制造国家重点实验室，湖南长沙，4100822.湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙，410082摘要：以A356铝合金为研究对象，基于数值模拟方法使用商业铸造软件ProCAST来设计薄壁件金属型低压铸造工艺，并针对铸件表面缺陷进行分析，提出了工艺改进方案，铸造出了截面呈L型，尺寸为长300mm，宽100mm，壁厚1.5mm的完整铸件，铸件表面质量好，尺寸完整，无缩松等铸造缺陷，为铝合金薄壁件金属型低压铸造技术研究提供了有价值的参考。关
2、键词：铝合金；低压铸造；薄壁件；数值模拟中图分类号：TG249.2文献标识码：ATheDesignofLowPressureDieCasting(LPDC)ProcessforThin-walledAluminumComponentwithPermanentMoldBaseonNumericalSimulationZhangLi-qiang1第一作者简介：张立强，男，1978年出生，博士研究生，湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙（410082），E-mail：zlq2k1103@126.com,2,LiLuo-xing1,2,ZhuBi-wu2
3、1.StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody,HunanUniversity,Changsha,410082,Hunan,China2.CollegeofMaterialsScienceEngineering,HunanUniversity,Changsha,410082,Hunan,ChinaAbstract:TheLPDCprocessofthin-walledaluminumcomponentwithpermanentmouldwasdesignedby
4、usingthecommercialsoftwareProCAST.Andamodifiedtechnologydesignwasproposedbyanalyzingthesurfacedefectofthealuminumalloycasting.Byapplyingthemodifiedtechnologydesign,aintactcastingsection:Lmodel,length:300mm,width:100mm,thick:1.5mmwasproduced.Thesurfacequalityofcastingwasobviou
5、slyimprovedandnodefectssuchasshrinkagewerefound.ItprovidesthevaluablereferencefortheresearchofLPDCtechnologyforthin-walledaluminumcomponentwithpermanentmold.Keywords:Aluminumalloy,LPDC,Thin-wallcasting,Numericalsimulation引言近几十年来，采用低压铸造等特种铸造技术可以生产一些高质量的复杂精密薄壁铸件，又无需后续的机加工成形，因此低
6、压铸造已成为重要的先进近净成型技术。可铸造的合金有铝合金、锌合金、镁合金、铜合金，还有铸钢，其中铝合金具有密度低，比强度、比刚度高等一系列优点，被广泛应用于航空航天行业，同时也是作为汽车轻量化最理想的材料[1]~[2]。然而，目前铝合金大型结构件整体铸造一般采用砂型铸造，生产效率低、工人劳动强度大，因此要将铝合金大型结构件整体铸造技术应用于汽车行业，实现大规模批量生产必须用金属型取代砂型，但金属型铸造透气性差、无退让性，致使铸件容易产生冷隔、裂纹和气孔等铸造缺陷[3]~[5]。本文以A356铝合金为研究对象，基于数值模拟方法来设计薄壁件金属型低压
7、铸造工艺，并对低压铸造过程进行改进，铸造出了截面呈L型，尺寸为长300mm，宽100mm，壁厚1.5mm的完整铸件，铸件表面质量好，尺寸完整，无缩松等铸造缺陷，为铝合金薄壁件金属型低压铸造工艺设计提供了有价值的参考。2计算机模拟2.1几何模型的建立154本文使用CAD软件UG对铝合金薄壁铸件进行实体造型（见图1），铸件截面呈L型，尺寸为长300mm，宽100mm，壁厚1.5mm。然后经Parasolid格式的转换导入商业铸造软件ProCAST中进行网格剖分、计算参数设置等处理。为了得到精确的模拟结果和减少计算量，根据数值计算原理和计算机性能要求,
8、有限元模型采用非均匀四面体网格对几何模型进行网格剖分，即浇道和铸件采用较小的网格尺寸进行剖分,保证薄壁处有2或3个单元，而铸型则采用较大
